Stetigkeit von Funktionen?

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Man muss zunächst überlegen, wie die Funktion A(x) lautet, die die Fläche angibt. Es handelt sich um eine abschnittsweise definierte Funktion.

A(x) = x * 1 für x <= 2 und 2 * 1 + (x - 2) * 2 für x > 2

zusammengefasst:

A(x) = x für x <= 2 und 2 * x - 2 für x > 2

Eine Funktion x → f(x) heißt an der Stelle x = x₀ stetig, falls

1) x₀ ϵ D

2) lim (x → x₀+) f(x) = lim (x → x₀-) f(x)

3) lim (x → x₀) f(x) = f(x₀)

zu 1) 2 ϵ D

zu 2) lim (x → 2-) f(x) = 2 ; lim (x → 2+) f(x) = 2 * 2 - 2 = 2

zu 3) f(2) = 2

Folglich ist die Funktion A(x) an der Stelle x = 2 stetig.


EndMePlease 
Fragesteller
 02.05.2023, 18:30

Danke für die ausführliche Antwort, jedoch verstehe ich irgendwie nicht, wie man überhaupt auf diese zwei Funktionen kommt (also x und 2x-2), wie lese ich das an der Skizze ab?

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gauss58  02.05.2023, 19:14
@EndMePlease

Dargestellt in der Skizze ist nur die räumliche Entwicklung des Rechtecks, aber nicht die Funktion, die die Fläche abhängig von x beschreibt.

Grundsätzlich berechnet man die Fläche mit A = a * b = x * f(x), wobei b mit 1 bzw. 2 vorgegeben ist. Da b sich an der Stelle 2 sprunghaft ändert, sind 2 Teilfunktionen erforderlich.

Für x kleiner/gleich 2 berechnet man die Fläche mit x * 1. Für x größer als 2 passt dieser Ansatz nicht mehr, da f(x) = 2 ist.

Für x größer als 2 berechnet man die Fläche mittels (x - 2) * 2 zuzüglich der Fläche für das erste Rechteck, also 2 * 1 + (x - 2) * 2. Das kann man zusammenfassen zu 2 * x - 2.

Die Skizze suggeriert eine Unstetigkeitsstelle bei x = 2. Die Flächenfunktion hat an dieser Stelle aber keinen Sprung, sondern einen Knick. Und der Knick ändert nichts an der Stetigkeit.

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